Question

氨是重要的氮肥，是產量較大的化工產品之一。課本里介紹的合成氨技術稱為哈伯法，是德國人哈伯在1905年發明的，其合成原理為：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1
他因此獲得了1918年諾貝爾化學獎。試回答下列問題：
(1)合成氨工業中采取的下列措施可用勒夏特列原理解釋的是________。

A．采用較高壓強

B．采用500 ℃的高溫

C．用鐵觸媒作催化劑

D．將生成的氨液化并及時從體系中分離出來，剩余N2和H2循環到合成塔

中，并補充N₂和H₂
(2)下圖是實驗室模擬工業合成氨的簡易裝置，簡述檢驗有氨氣生成的方法：
_________________________________________________________________。

(3)在298 K時，將10 mol N₂和30 mol H₂通入合成塔中，放出的熱量小于924kJ，原因是______________________________
(4)1998年希臘亞里斯多德大學的Marmellos和Stoukides采用高質子導電性
的SCY陶瓷(能傳遞H^＋)，實現了高溫、常壓下高轉化率的電化學合成氨。其
實驗裝置如下圖，則其陰極的電極反應式為____________________________。

Answer 1

(1)AD
(2)用濕潤的紅色石蕊試紙放在管口處，若試紙變藍則說明有氨氣生成
(3)該反應是可逆反應，10 mol N₂與30 mol H₂不可能完全反應，所以放出的熱量小于10×92.4 kJ＝924 kJ
(4)N₂＋6H^＋＋6e^－=2NH₃

(1)勒夏特列原理只解釋平衡移動問題。(2)根據氨的性質進行檢驗。(3)合成氨的反應是可逆反應。(4)根據合成氨反應中的氧化劑、電解池中陰極反應特點及電解質成分進行分析。